涂亦楠,Rafael M.Plaza
(1.中國地質大學(武漢)公共管理學院,湖北 武漢 430074;2.中國地質大學(武漢)國土資源部法律評價重點實驗室,湖北 武漢 430074)
亞洲是全球人口密度最大的區域,也是全球經濟最不發達的區域之一。根據亞洲基礎設施投資銀行(Asian Infrastructure Investment Bank,簡稱亞投行)的估計,亞洲仍有4.6億人無法獲得足夠的電力供應,無法獲取必要的化石燃料,處于能源貧困(Energy Poor)中[1]。如何滿足區域民眾的能源需求,保持高速的經濟發展,同時又不增加溫室氣體排放,國際社會寄希望于可再生能源技術的創新與應用。海洋占地球總面積的71%,占地球水資源的97%,其蘊藏著豐富的能源資源。近年來,鹽差能(Gradient Salinity Power)成為了可再生能源研究與開發的重點。鹽差能發電可以與海水淡化和污水凈化設施共同運作,形成良性循環。湄公河作為東南亞第一大河,水量豐富,其淡水與海水交匯處是鹽差能開發的理想區域。目前,湄公河流域的水電開發競賽已經對流域生態、各國社會經濟發展和區域穩定產生了負面影響。面對復雜的“水外交”(Water Diplomacy)形勢,參與并推動湄公河流域的鹽差能開發與合作,不僅可以平息相關的水資源開發爭議,而且也將是我國踐行“一帶一路”倡議、實現共同綠色發展承諾、實踐“水外交”再平衡戰略、增強我國可再生能源和環保產業競爭力的重要手段。同時,在湄公河流域開展鹽差能開發與合作,我國擁有“一帶一路”倡議、瀾滄江-湄公河合作機制、亞洲基礎設施投資銀行、金磚銀行等新興國際合作平臺與國際融資機構的便利,具有重大的戰略意義和開發前景。
海洋能源,又稱藍色能源,主要指利用海洋水體產生的能源,包括潮汐能(Tidal Power)、潮流能(Current Power)、波浪能(Wave Power)、鹽差能、溫差能(Thermal Energy Conversion)、生物質能和海島可再生能源等。鹽差能是典型的海洋能,是兩種含鹽濃度不同的水體間存在的化學能[2]。由于含鹽濃度不同的水體間存在很大的滲透壓差,如果能夠利用壓差發電,每立方英尺的淡水和咸水間能產生0.65度電[3]。如果能提取并利用所有入海河流的鹽差能,可以獲得2.6 TW的能量,相當于全球能源總需求量的16%[4]。
鹽差能除了資源量大之外,還具備可持續、清潔、無污染、生態影響小、不可用竭、穩定等一系列優點,開發鹽差能的主要優勢具體表現在以下幾個方面:
(1) 能量效率高且占用土地面積小。鹽差能相比其他可再生能源,不受氣候條件的限制,且具有能量密度高、傳輸距離長、能量損失小、發電時間長等特點[5]。鹽差能電站占地面積小,可以在海邊建設,也可以儲存海水和地下水,擇地獨立運作,還可以部分或全部建在地下。此外,與其他能源電站相比,其所需人員少,發生勞資糾紛、工傷事故的幾率也較低。
(2) 環境生態負面影響較小。鹽差能發電的工藝過程簡單、操作管理便利,不需要加熱以及外部能量的介入,不產生二氧化碳的排放及污染物,不影響水體自然流動且也不對水體添加化學試劑,從而不干擾河流沖積過程,不影響魚類洄游、產卵,不影響河流生態環境。
(3) 產生能源的同時可以淡化海水與凈化污水。97%的地球水資源存儲在海洋中。淡水資源的緊缺威脅著人類的生存與發展,甚至還會在部分區域釀成水危機、水紛爭。鹽差能發電設施和海水淡化設施應用類似的工作原理,可以共同運作,并形成良性循環[6]。例如壓力延遲滲透技術(Pressure Retarded Osmosis,簡稱PRO)利用薄膜分離咸水和淡水進行發電,該技術也可以用于海水淡化與污水凈化,幾者同時建設和運行,鹽差能電站能夠為反滲透海水淡化和污水凈化設施提供電力,同時還能處理海水淡化遺留的濃海水等副產品,從而形成能量和元素的良性封閉循環,實現生產過程的低排放和低環境影響,此外還能綜合利用內陸干旱地區鹽度較高的鹽水湖等水體,處理工業和礦業產生的高鹽度廢水,如礦業鹵水(Mines Brines)、頁巖氣壓裂液等,這為解決干旱區域的淡水資源缺乏與緩解水污染問題起到了積極的作用。
(4) 政治影響小。目前,湄公河流域的水電開發競爭激烈,圍繞著如何分配水量、如何利用稀缺水資源、如何確定資源利用方式和利用程度、如何判斷開發的環境生態影響,各國存在重大的政治分歧。湄公河流域的鹽差能主要位于河流入海口的沖積區域,其為流域單一的水資源水電開發利用提供了新的替代選擇,也為下游國家開辟了新的能源供給途徑,提供了寶貴的淡水資源和經濟發展機遇。因此,該流域鹽差能的開發可以再平衡流域各國的關系,促成并加深各國的互信與合作。
20世紀30年代,鹽差能發電的設想就被首次提出,但直到60年代,以色列本古里安大學的西德尼教授(Sidney Loeb)才建造了全球第一臺鹽差能發電裝置。其后,鹽差能發電技術不斷完善。1997年,挪威國家電力公司(Statkraft)成立了鹽差能壓力延遲滲透發電研發部門;2002年,荷蘭政府啟動了“藍色能源”計劃,旨在大規模生產低成本的反電滲析法發電(Reverse ElectroDialysis,簡稱RED)的原材料;2009年,挪威國家電力公司建成并投產了全球首個5 kW的鹽差能電站,隨后升級為10 kW;2010年,歐盟委員會啟動了新興技術行動計劃(Future and Emerging Technologies),旨在研發電容式混合式鹽差能發電技術;2014年,荷蘭特溫特大學納米研究所建成并運行了鹽差能試驗電廠;2016年4月29日,丹麥鹽度能公司開始了索伯格鹽差能項目(S?nderborg)的運營;2016年7月7日,鹽差能電力跨國會議在新加坡召開,工業界、學術界和政府人士共同討論和制定鹽差能的發展策略。迄今為止,挪威、荷蘭、比利時、意大利、西班牙和新加坡等國都已建成鹽差能發電設施,韓國和日本也展開了鹽差能的實驗性發電活動。從總體上看,鹽差能主要應用壓力延遲滲透法、反電滲析法和電容式混合法(Capacitive Mixing,簡稱CAPMIX)3種技術進行電能轉化[7]。前兩者主要依賴滲透薄膜,后者則依賴于不同的電極。其中,壓力延遲滲透法是目前應用最廣泛的鹽差能發電技術,該技術利用薄膜隔離淡水和鹽水,并通過兩者間的滲透壓力推動渦輪機旋轉,實現了鹽差能向電能的轉換[8];反電滲析法則是當前最具前途的鹽差能發電技術,該技術利用反電滲析器用離子交換膜分隔進料液兩邊的淡水和鹽水,由于兩側溶液鹽濃度不同,鹽水中的離子要透過交換膜向淡水移動,這樣膜兩側就會產生電勢差,當回路中接入外部負載時,電子將通過外部電路從陽極傳到陰極,形成電流,產生電能[9];電容式混合法鹽差能發電技術則利用不同碳材料接觸鹽度不同的水,產生不同的電位上升(Potential Rise)[10],并將其轉化為電能。
目前鹽差能發電技術已較為成熟,但技術大規模的應用與推廣還需要進一步降低薄膜等原材料的價格,由于薄膜同時還是海水滲析淡化的關鍵原料,因此近年來全球科學界都在盡力攻克該技術難關。隨著納米技術和高分子技術的發展[11],薄膜成本有望顯著下降,其他發電相關的水預處理技術、模型設計、滲濾和設備生產技術也日臻完善,這都為鹽差能的大規模推廣與應用提供了條件。
東南亞地區人口稠密,但傳統能源資源有限,雖然當前區域人均能耗低,但是碳排放強度較高,且能源需求量將不斷增長,因此新的、可負擔的、可靠和可持續的能源對區域經濟發展和人民生活水平提升至關重要。目前,該區域主要采取大規模開發瀾滄江-湄公河水電的方法來解決能源供給問題。然而,大規模的水電開發給流域6個國家、2.8億居民、2 500種動物、1 000種魚類和20 000種植物的生存環境帶來了重大影響,也加劇了區域農業、工業和居民的用水競爭。因此,圍繞湄公河流域“水外交”的爭議不斷,形勢復雜。
2.1.1“水外交”理論
在學理上,“水外交”主要指國家以及相關行為主體圍繞跨境水資源展開的涉外活動[12]。圍繞“水外交”,各國通過談判、交易和交換等途徑來緩和水資源準入及使用上的沖突[13],促成水資源開發利用的合作,達成共贏性博弈的理想結果。
2.1.2湄公河流域“水外交”的歷史
一直以來,各國關于湄公河流域水電開發利用的爭議從未平息,特別是近年來,流域的“水外交”形勢愈發嚴峻。從宏觀上看,上游國家擁有更理想的水量、地形和落差,能進行水電開發,而下游國家地勢平坦、水流緩慢,基本無法進行水電開發。在上游開發水電資源后,河流沖積過程受到影響,下游水量、沖積物和魚獲將減少,土壤肥力將下降,生態系統將相應改變,尤其是在干旱季節,河流甚至會發生干涸、海水倒灌、土地鹽堿化等問題。在水電開發的成本和收益分配上,上游國家享有能源、灌溉、航運等利益,而下游國家則承擔了主要的開發負面影響。
2.1.3我國在湄公河流域“水外交”中的角色
作為流域最上游的國家,我國擁有最佳的水資源利用條件和經濟、技術基礎。受別有用心國家的挑撥和唆使,下游部分國家對我國的水資源開發利用決策和方式提出了諸多質疑。部分國家認為我國單方面進行水電開發決策,未施行可持續的開發方案,改變了河流的自然狀況,對下游造成了損害,不符合平等合理分享國際水道資源的國際法原則;認為我國的開發活動未充分考慮下游國家的生態環境影響,不與各國磋商,不征詢和聽取他國意見,置他國利益不顧;認為我國的水資源利用信息不公開、不透明;認為我國沒有加入湄公河委員會(Mekong River Commission)等多邊河流治理機制,不與下游國家簽訂水資源開發與利用的國際協議,不受國際法的約束,享有水上霸權[14];認為我國未能盡到大國義務,未提供流域水資源治理的“公共產品”,引導各國共享水資源開發收益[15]。應對目前的“水外交”不利局面,我國迫切地需要探索多邊治理的有效途徑,增強我國的“水外交”主動性和掌控力。
我國自20世紀90年代初參加瀾滄江-湄公河區域合作以來,一直高度重視區域的合作與發展,但目前圍繞湄公河流域“水外交”的種種爭議,使我國“一帶一路”倡議和大湄公河次區域合作蒙上了陰影,也對我國西南地區的區域安全帶來了負面影響。對此,就如何提升和完善現有的湄公河流域水資源開發與合作,學界從自然科學和社會科學等領域進行了較為全面的探討。隨著鹽差能等新型水資源開發利用技術的革新,傳統的水資源利用方式受到了挑戰,這將重塑各國在“水外交”中的角色,也為流域多邊合作帶來了轉機,因此迫切需要對我國參與湄公河流域鹽差能開發與合作的必要性與可行性進行與時俱進的研究。
湄公河是東南亞流量最大的河流,年流量為4 750億m3[16],河流落差大、水壓力較高,入海口海水鹽度高、蒸發量大,蘊含巨大的能量差。湄公河的入海口共有9個,入海三角洲大約占地70 000 km2,該地區主要從事農業耕作、捕撈和養殖業,其地勢平坦,非常適宜興建鹽差能電站。在入海口開發鹽差能,一方面能提供清潔、安全的電力,另一方面也能為下游國家提供淡水資源,維系流域的良好生態。2013年習近平主席在出訪東南亞和中亞時,提出了“一帶一路”倡議,希望推動發展中國家的共同發展,增進國家間的互利合作[17]。我國參與湄公河流域鹽差能開發將是我國幫助發展中國家實現能源自給、完成低碳和綠色能源轉型、改善各國民生狀況的重要表現,且在共同的開發與合作中,我國也能進一步加深與流域政界、商界和社會人士的接觸,澄清誤解,增進互信,并在良好的氛圍中,進一步推動“一帶一路”倡議,加深全方位各層次的合作。
我國參與湄公河流域鹽差能開發與合作也有利于發展新能源產業,多樣化新能源種類,緩解國內的環境資源問題。當前我國的能源需求量大且快速增長,鹽差能資源能夠增強我國能源供給和二氧化碳減排能力,其相關技術應用于海水淡化,更能緩解我國的淡水資源缺乏和水污染嚴重等問題。我國的海洋能資源,特別是鹽差能資源十分豐富。據估算,我國的鹽差能資源蘊含量約為3.9×1015kJ,理論功率為1.25×108kW[18]。全面推動鹽差能的開發將有利于我國實現應對氣候變化,實現碳減排的國際義務和“十三五”能源發展計劃的要求。同時,我國參與湄公河流域的鹽差能開發將會極大地提升鹽差能發電技術,積累豐富的開發經驗,提升產業成熟度,可為我國相關產業參與全球競爭奠定基礎,也將為解決我國干旱地區咸水淡化和污水凈化問題提供可行的路徑。
我國在區域引領和推動湄公河流域鹽差能開發與合作方面,擁有一系列國際合作平臺、國際法制度和國際融資平臺的便利。
我國與湄公河流域各國的合作歷史悠久,關系密切,不僅擁有東南亞國家聯盟(Association of Southeast Asian Nations,簡稱東盟)、湄公河委員會等傳統的國際對話與合作平臺,還建有“一帶一路”倡議、瀾滄江-湄公河委員會等新興的國際合作機制。目前,在我國的倡議下,湄公河流域已經開展了漁業、林業資源養護,交通基礎設施建設,河道疏浚、強化航運能力、保障航運安全,應對和減小氣候變化災害,保護非物質文化遺產和生物多樣性等多項合作,簽署了《瀾滄江-湄公河商船同行協定》、《湄公河流域執法安全合作的聯合聲明》、《中國-東盟交通合作戰略規劃》等系列國際協定。除了官方的合作對話之外,民間的貿易、技術研發和科學研究合作也十分頻繁。這些都為該區域展開鹽差能研究與開發活動提供了堅實基礎和合作框架。
3.1.1東盟和湄公河委員會
在湄公河流域開發鹽差能項目,首先可以利用東盟和湄公河委員會的平臺。東盟一直關注湄公河流域水資源的開發與利用,并于1995年成立了湄公河委員會,專門負責管理和促進相關合作。我國與東盟的合作歷史悠遠,是湄公河委員會的對話伙伴國,特別是“一帶一路”倡議頒布后,雙方在水電開發、防災減災、應對氣候變化[19]等方面的合作不斷增多。此外,我國還曾多次向湄公河委員會提供水文資料,并應湄公河委員會要求調節河流流量。
但是,東盟和湄公河委員會具有鮮明的弱制度性,在機制內部主要進行招商引資的洽談[20],而無法強有力地推動有效的區域治理,促成重大事項的合作決策。這是由于各國在機制內主要基于利己主義的考量行動,組織運行資金大部分來源于西方發達國家,機制運作受制于他人控制和外部壓力的影響[21],無法獨立、自主地進行集體行動,無法有效提供區域治理的公共產品,因此其推動湄公河流域鹽差能開發與合作的意愿和能力值得懷疑。
3.1.2聯合國的開發與合作平臺
聯合國一直高度重視水資源的可持續利用與開發,相關議題一直在聯合國大會等場合得以深入探討。聯合國制定并不懈倡導水資源綜合管理原則(Integrated Water Resources Management,IWRM),主張在水資源開發利用中全面平衡社會、經濟和環境的關系,追求社會公正、經濟有效和環境可持續性,提升資源利用效率,制定并實施資源的可持續利用方案,和平迅速地解決相關爭端。這一原則對國際水資源開發與合作產生了深遠影響。但聯合國的系列規范文件僅具有指引和鼓勵效力,聯合國的資源需要在全球范圍內集約使用,其能夠為鹽差能項目提供的經濟與技術幫助十分有限。
3.1.3“一帶一路”倡議和瀾滄江-湄公河合作平臺
2013年我國提出了全球共建“絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”的倡議,延續了古絲綢之路“親誠惠容”的外交理念,投資約4萬億美元,引領廣大發展中國家互利共贏,共同發展。在“一帶一路”倡議的框架下,我國與湄公河流域各國展開了廣泛的基礎設施建設和水電開發與合作[22]。2015年11月,在我國的倡導和努力下,瀾滄江-湄公河合作機制正式成立,流域各國悉數參加。2016年3月,瀾滄江-湄公河合作機制首次領導人會議正式召開,機制將在政治安全、經濟和可持續發展、社會人文三大重點領域,特別是水資源開發領域展開合作。鹽差能作為水資源的新興利用方式之一,是瀾滄江-湄公河合作機制的理想投資和發展領域,在這一合作框架下,鹽差能項目能獲得最為充分的技術支持,最充足及時的融資,并享有諸國最強有力的政治支持。
鹽差能作為可再生能源能夠為能源貧困、能源緊張和生態壓力重大的湄公河區域提供清潔、可靠和穩定的能源,發展鹽差能將是諸國履行氣候變化相關的國際法義務、保護河流生態、實現國際水法的表現。
3.2.1全球性國際條約和協定
首先,發展鹽差能是應對氣候變化的重要手段,是各國履行國際減排義務的重要表現。2016年11月《氣候變化的巴黎協定》正式生效,除了緬甸之外,湄公河沿線諸國均是公約成員國,均提交了氣候變化減排的國家自主貢獻方案(Intended Nationally Determined Contributions,INDC),開發鹽差能有利于應對和減緩氣候變化威脅,也是各國積極發展可再生能源的表現。其次,根據聯合國人人享有可持續能源的倡議(Sustainable Energy for All)和聯合國2030年可持續發展議程(Sustainable Development Goals)第七項能源目標的要求(確保至2030年人人獲得可負擔、可靠和可持續的現代能源),發展鹽差能是解決能源貧困、減少化石能源使用、保護森林資源、維護生態多樣性、實現綠色能源轉型的重要手段。最后,發展鹽差能也是各國履行《國際濕地公約》(RamsarConventionfortheConservationandSustainableUseofWetlands)和《聯合國國際水道非航行使用法公約》(UnitedNationsConventionontheLawoftheNon-NavigationalUsesofInternationalWatercourses)、保存國際河流和濕地的自然狀態、維護原始的生態系統、實現水資源可持續利用、減少水資源開發的跨境環境影響和相關紛爭的重要表現。
3.2.2區域性國際條約和協定
發展鹽差能也符合東盟區域性的國際法規范。2010年,湄公河委員會出臺了《系統環境監測報告》,要求湄公河流域十年內不再開發新的水電項目,并全面檢驗已有項目是否符合東盟各國的環境要求[15]。2016年,湄公河委員會頒布了《2016—2020年湄公河水資源管理發展戰略》,確立了河流長期可持續發展的目標,通過了《河流監測的指標體系》(MRCIndicatorFrameworkforMonitoring,Assessment,andStateoftheBasin)[23],并建立了國家間的通報和溝通機制,旨在增進各國間的水資源合作,提升資源的集約管理。由此可見,在流域限制水電開發的情勢下,鹽差能可以補足能源需求,減少水資源和能源開發的生態環境影響,增進社會福利。
鹽差能的研究與開發需要穩定的資金支持,目前諸多國際融資平臺都明確表示扶持與資助鹽差能的發展。融資機構不僅包括各國的國內商業銀行,而且也包括區域和國際性的融資機構。例如以“全球減貧和發展”為目標,世界銀行、國際金融公司和亞洲開發銀行等傳統的國際多邊金融機構一直對發展中國家的可再生能源項目十分支持,旨在促進亞洲基礎設施建設,而新興的亞投行、金磚國家新開發銀行也一直將能源基礎設施作為投資的重點領域。可見,在鹽差能開發問題上,傳統和新興的融資機構將互相促進,共同注資。目前鹽差能開發涉及的主要融資機構及組織宗旨見表1。

表1 鹽差能開發涉及的主要融資機構及組織宗旨Table 1 Main international financial institutions concerning gradient salinity development
3.3.1傳統的國際融資機構
在傳統的國際多邊金融機構中,世界銀行和亞洲開發銀行總資金約為2 230億美元和1 600億美元,兩者每年能為亞洲地區提供約200億美元的資金;《聯合國氣候變化框架公約》下的全球環境基金,經過五輪增資,目前擁有逾151.78億美元的資金儲備;2009年、2010年和2011年的哥本哈根、坎昆和德班氣候大會上發達國家也曾承諾將向發展中國家提供綠色氣候基金,用于應對氣候變化威脅,開發低碳技術和保護生態。這些都可以用于資助鹽差能項目。除此之外,各國國內的商業銀行也可以為鹽差能項目提供融資。但是根據亞洲開發銀行的估算,區域每年開發所需資金與實際獲得資金仍相差約800億美金[24]。可見,傳統的金融機構遠遠無法滿足亞洲龐大的發展需求[25],雖然鹽差能項目是傳統金融機構的重點扶持領域,但是項目能夠獲取資金的額度仍將偏少。
3.3.2絲路基金、亞投行和金磚國家新開發銀行
2014年我國出資400億美元,2017年增資1 000億美元成立了絲路基金,為“一帶一路”沿線國家的基礎設施、產業合作和資源開發等項目提供融資支持。2015年6月,在我國的倡導下,亞投行正式成立,融資金額高達100億美金,投資項目持續增加。2016年6月亞投行發布了《亞能源投資策略》,2017年發布了《能源規劃草案》,聲明亞投行將優先關注和支持可再生能源項目。在亞投行2016年發放的首批貸款中,8.11億美元投往可再生能源領域,支持了成員國2 370 MW的發電能力,每年避免二氧化碳400萬t的排放。2015年7月,金磚國家新開發銀行在南非成立,啟動資金為1 000億美元。自成立以來,已經面向全球批準了11個貸款項目,總金額超過30億美元,其中大部分也投入到了可再生能源領域。預計至2018年底,金磚國家新開發銀行的總貸款額將達到40億美元[26]。以上的新興金融機構對鹽差能項目的支持將更加充足和穩定。
鹽差能作為可再生能源具備清潔、無污染、生態環境影響小、穩定和效率高等一系列優點。我國參與并推動湄公河流域的鹽差能開發與合作具有重大的戰略意義。在湄公河流域“水外交”中,發展鹽差能可以平息爭議,幫助我國爭取“水外交”的主動權和掌控權,助力我國實施“水外交”戰略,踐行“一帶一路”倡議,成為我國為區域提供公共產品、扶持區域各國增強能源自給能力、完成能源綠色轉型的表現,成為區域甚至全球互利共贏發展的重要步驟。同時,鹽差能的開發還將為我國的可再生能源和環保產業發展奠定基礎,并累積經驗,為未來參與國際競爭做好準備。在湄公河流域開展鹽差能的開發與合作,我國擁有長期的合作歷史、諸多國際合作平臺、多渠道的國際融資支持,特別是隨著“一帶一路”倡議的頒布,為鹽差能開發協作勾勒了合作的基本框架和核心精神,而亞洲基礎設施銀行和金磚國家新開發銀行等將為合作提供充足和穩定的資金支持。因此,我國參與并推動湄公河流域的鹽差能項目開發具有廣泛的前景。
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